食品冷殺菌技術

由於考慮到消費安全及消費者心理的需求，現代的食品加工工藝與技術要求最大限度地保留食品的色、香、味及其營養成分。然而，傳統的食品熱力殺菌方法已經遠遠不能滿足這種要求。近年來國內外研究出一些新型的冷殺菌技術，如超高壓殺菌、超高壓脈衝電場殺菌、脈衝強光殺菌、放射線殺菌、紫外殺菌等冷殺菌技術引起了食品科學研究工作者的高度關注。

　　冷殺菌是指在殺菌過程中食品溫度不升高或升高很低的一種安全、高效殺菌方法。冷殺菌不僅有利於保持食品功能成分的生理活性，且還有利於保持色、香、味及營養成分。

　　1超高壓殺菌

　　超高壓殺茵是將食品物料以某種方式包裝以後，放入液體介質中，在100～l 000 MPa壓力下作用一段時間後，使之達到滅茵要求。其基本原理是壓力對微生物的致死作用，主要是通過破壞其細胞壁，使蛋白質凝固，抑製酶的活性和DNA等遺傳物質的複製等來實現 [1]。一般而言，壓力越高殺菌效果越好。但在相同壓力下延長受壓時間並不一定能提高滅菌效果。在400～600 MPa的壓力下，可以殺死細菌、酵母菌、黴菌，避免了一般高溫殺菌帶來的不良變化，超高壓冷殺菌技術的先進性是高壓、常溫滅菌，采用該項技術對食品進行處理後，不但具備高效殺菌性，而且能完好保留食品中的營養成分，食品口感佳，色澤天然，安全性高，保質期長，這是傳統高溫熱力殺菌方法所不具有的優點。目前，超高壓滅菌已在國外果蔬、酸奶、果醬、乳製品、水產品、蛋製品、高粘食品等生產中得到應用[2]。

　　2超高壓脈衝電場殺菌

　　用高壓脈衝產生的脈衝電場進行殺菌。脈衝產生的電場和磁場的交替作用，使細胞膜透性增加，膜強度減弱，最終膜被破裂，膜內物質外流，膜外物質深入，細胞體死亡。電磁場產生電離作用，阻斷了細胞膜的正常生物化學反應和新陳代謝，使細菌體內物質發生變化。該技術避免了加熱引起的蛋白質變性和維生素被破壞等一係列現象[3]。

　　3強磁脈衝殺菌

　　該技術采用強脈衝磁場的生物效應進行殺菌，在輸液管外麵，套裝有螺旋興線圈，磁脈衝發生器在線圈內產生（2～10）T的磁場強度。當液體物料通過該段輸液管時，其中的細菌即被殺死。該技術具有以下特點：殺菌時間短且效率高。殺菌效果好且溫升小，能做到既能殺菌，又能保持食品原有的風味、滋味、色香、品質和組分（維生素、氨基酸等）不變，不汙染產品，無噪音，適用範圍廣泛。

　　4脈衝強光殺菌

　　脈衝強光殺菌是采用脈衝的強烈白光閃照方法進行滅菌。通過惰性氣體發出與太陽光譜相反，但強度更強的紫外線至紅外線區進行殺菌。使用高強度白光的極短脈衝，殺死食品表麵的微生物。該高強度的白光類似陽光，但僅以幾分之一秒鍾的速度反射出來，比陽光更強能迅速殺死細菌。脈衝強光下使微生物致死作用明顯，可進行徹底殺菌。在操作時對不同的食品、不同的菌種，需控製不同的光照強度與時間。可用於延長以透明物料包裝的食品的保鮮期[4]。

　　5微波殺菌

　　微波是頻率從300 MHz～300 GMHz的電磁波。微波與物料直接相互作用，將超高頻電磁波轉化為熱能的過程。微波殺菌是微波熱效應和生物效應共同作用的結果。微波對細菌膜斷麵的電位分布影響細胞周圍電子和離子濃度，從而改變細胞膜的通透性能，細菌因此營養不良，不能正常新陳代謝，生長發育受阻礙死亡。從生化角度分析，細菌正常生長和繁殖的核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA）是若幹氫鍵緊密連接而成的卷曲大分子，微波導致氫鍵鬆弛、斷裂和重組，從而誘發遺傳基因或染色體畸變，甚至斷裂。微波殺菌正是利用電磁場效應和生物效應起到對微生物的殺滅作用。采用微波裝置在殺菌溫度、殺菌時間、產品品質保持、產品保質期及節能方麵都有明顯的優勢。德國內斯公司研製的微波室係統，加熱溫度為72～85 ℃，時間為1~8 min、殺菌效果十分理想，特別適用於已包裝的麵包、果醬、香腸、鍋餅、點心以及貯藏中殺滅蟲、卵等。微波處理的食品保質期達6個月以上[5]。

　　6放射線殺菌

　　放射線同位素放出的射線通常有α、β、γ3種射線，用於食品內部殺菌隻有γ射線。γ射線是一種波長極短的電磁波，對物體有較強的穿透力，微生物的細胞質在一定強度γ射線下，沒有一種結構不受影響，因而產生變異或死亡。微生物代謝的核酸代謝環節能被射線抑製，蛋白質因照射作用而發生變性，其繁殖機能受到最大損害。射線照射不會引起溫度上升。一般抗熱力大的細菌，對放射線的抵抗力也較大。

　　7紫外線殺菌

　　日光能殺滅細菌，主要是紫外線的作用，殺菌原理是微生物分子受激發後處於不穩定的狀態，從而破壞分子間特有的化學鍵導致細菌死亡。微生物對於不同波長的紫外線的敏感性不同，紫外線對不同微生物照射致死量也不同，革蘭氏陰性無芽孢杆菌對紫外線最敏感。殺死革蘭氏陽性球菌的紫外線照射量需增大5～10倍。但紫外線穿透力弱，所以比較適用於對空氣、水、薄層流體製品及包裝容器表麵的殺菌[6,7]。

　　8臭氧殺菌

　　臭氧氧化力極強，僅次於氟，能迅速分解有害物質，殺菌能力是氯的600～3 000倍，其分解後迅速的還原成氧氣。利用其性能的臭氧技術在歐美、日本等發達國家早就得到廣泛應用，是殺菌消毒、汙水處理、水質淨化、食品貯存、醫療消毒等方麵的首選技術。美國華盛頓大學醫學研究人員發現，臭氧可以抑製癌細胞的生長；日本石川島播麻種工業公司證明，臭氧水有望成為最佳的果樹殺菌劑，其殺菌效果明顯優於次氯酸鈉；中國醫學科學院研究證明，臭氧可以有效地殺滅淋球菌，並且對水中的重金屬有分解作用。

　　試驗證明臭氧水是一種廣譜殺菌劑，它能在極短時間內有效地殺滅大腸杆菌、蠟杆菌、痢疾杆菌、傷寒杆菌、流腦雙球菌等一般病菌以及流感病菌、肝炎病毒等多種微生物[8]。可殺死和氧化魚、肉、瓜果蔬菜、食品表麵能產生異變的各種微生物和果蔬脫離母體後繼續進行生命活動的微生物，加速成熟乙烯氣體，延長保鮮期。

　　冷殺菌技術作為一種新型的殺菌技術，已逐漸在食品工業中得到廣泛地運用。它不僅克服了傳統熱力殺菌的不足之處，還能最大限度地保持食品原有的品質以滿足消費者需求，使得冷殺菌技術的應用及研究在該科研領域受到密切關注，在食品加工過程中采用冷殺菌技術成為必然的趨勢。